FI90732C - Sekoitin - Google Patents

Description

i 90732

Sekoitin

Esilla olevan keksinnon kohteena on laite fluidien sekoit-tamiseksi, jossa on oleellista sekoitussåilion sivulta 5 syvalle såiliotilaan ulottuva sekoitinakseli, jonka pååsså on sekoitinelin. Sekoitinakseli on keksinnon roukaisesti laakeroitu sekoitinelimen låheltå ja sekoitinakselin runkorakenne suojauksineen rauodostaa fluidivirtauksia edistavan suppenevan muodon sekoitinelinta kohti. Huoltoa 10 vårten voidaan sekoitinakseli kåyttolaitteineen siirtaå såilion ulkopuolelle huoltoasentoon ilman, ettå sailiotå tarvitsee tyhjentaå.

Tallaisia laitteita, joita kutsutaan sekoittimiksi, 15 kaytetaan yleisesti puunjalostusteollisuudessa sekå muussa kemian teollisuudessa erilaisten fluidien sekoittamiseksi keskenaån ja kiinteiden aineiden sekoittamiseksi fluideihin. Laitteet pyritaån rakentamaan sellaisiksi, ettå niisså saavutetaan mahdollisimman suuri sekoitustehokkuus 20 mahdollisimman pienella teholla. Laitteet pyritaån rakentamaan myos mahdollisimman toimintavarmoiksi ja niin, ettå akselitiivisteen ja laakerien huolto tai vaihto voidaan suorittaa sekoitussåiliotå tyhjentåmåttå.

25 Yleisesti kåytetyisså sivulta sekoitussåilioon asennet-tavissa sekoittimissa sekoitinelimen ulottuma sailioon on suhteellisen pieni, mutta tåstå huolimatta akselin tuenta on melko kaukana sekoitinelimen aiheuttaman kuormituksen vaikutuskohdasta. Akselin tuenta on toisin sanoen pyritty 30 jårjeståmåån joko kokonaan såilion ulkopuolelle tai ainakin låhelle såilion seinåmåå, jotta mahdolliset korjaustyot pystyttåisiin suorittamaan. Tåmå johtaa paksun sekoitinakselin kåyttoon erilaisten rasitusten aiheuttamien taipumien minimoimiseksi. Seurauksena tåstå on suurten akselitii-35 visteiden kåytto sekå huolimatta akselin paksuntamisesta tiivistyksen kannalta haitalliset akselin taipumat.

2

Edellå pååpiirteittåin kuvatusta rakenteesta voidaan esittaa esimerkkinå vaikkapa DE-hakemusjulkaisun 31 50 537 mukainen ratkaisu, jossa sekoitin on asennettu sekoitus-såilion seinåmåån jårjestettyyn laippaan siten, ettå koko 5 sekoitinyksikko on poistettavissa såiliostå kokonaan. Kuitenkin ao. julkaisun mukaisen laitteen huomattavimpana epakohtana on se, ettå sekoitinta ei voida poistaa kokonai-suudessaan ilman, etta sekoitussåilio tyhjennetåån ainakin sekoittimelle varatun aukon alareunaan saakka. Toisena 10 epakohtana kannattaa mainita myos kuvioista hyvin esille tuleva akselin suuri paksuus, jolla pyritaån eståmåån akselin taipumia ja sita kautta laakerointiin ja tiivistyk-seen kohdistuvia rasituksia.

15 Toisena tekniikan tason mukaisena rakenteena kannattaa mainita US patenttijulkaisussa 3,539,155 kuvattu sekoitin, jossa itse sekoitussåilio on kokonaan suljettu ja sekoitti-men kaytto on jarjestetty voimakkaiden magneettien avulla såilion kansiosan lapi. Se, mikå tekee mainitusta julkai-20 susta mielenkiintoisen, on sekoitinakselia ympåroivå kartiomainen vaippa, jonka yhteyteen sekå sekoitinelimen viereen ettå låhelle "magneettikytkintå" on jårjestetty laakeroinnit. Siten sekoitinakseli on saatu ihanteellisesti tuettua, mutta laitteen huoltoa ei ole otettu millåån 25 tavalla huomioon. Tietenkin, koska kyseesså on sekoitus-såilidn kanteen asennettu sekoitin, voidaan koko sekoitin poistaa sailiostå tarvitsematta tyhjentåå såiliotå. Kuitenkaan sama periaate ei sovi, jos sekoitin onkin asennettu såilion sivuseinåmåån. Tålloin joudutaan ottamaan 30 huomioon suuri joukko erilaisia tekijoitå låhtien akselin taipumisesta painovoiman vaikutuksesta ja pååtyen erilaisiin tiivistysongelmiin sekå laitteen kåyton aikana ettå laitetta huollettaessa. Mitåån nåistå ongelmista ei ole huomioitu mainitun tekniikan tason julkaisun yhteydes-35 så, koska siihen ei ole ollut tarvetta. Kuitenkin hyvin monissa tapauksissa ei edes ole mahdollisuutta valita sekoittimen sijaintia sekoitussåilion suhteen, vaan

II

90732 3 sekoitin on sijoitettava såilion kylkeen tuopa se kuinka paljon ongelmia tahansa.

Huoltomahdollisuus on joissakin kylkiasennustapauksissa 5 onnistuttu toteuttamaan asentamalla sekoitinakselille huoltotilanteessa suljettava lisåtiiviste, jolloin akseli-tiiviste voidaan tyypistå riippuen vaihtaa mikåli tiiviste on jaettavaa mallia. Laakerit ja jakamattomat tiivisteet voidaan eraisså malleissa vaihtaa purkamalla pois kaikki 10 kåyttolaitteet ja laakeritukirakenteet seka tukemalla akseli tilapåisesti.

Tåmån keksinnon pååmåårånå on saada aikaan sekoitin, jossa on entistå parempi sekoitustehokkuuden ja tarvittavan tehon 15 suhde ja jossa akselitiivistys on mahdollista toteuttaa oleellisesti taloudellisemmin pienikokoisilla vuotamat-tomilla tiivisterakenteilla. Lisåksi voidaan såiliotå tyhjentåraåtta nopeasti irroittaa sekoitinlaite akseleineen huoltoa tai vaihtoa vårten, mikå on oleellista erikoisesti 20 suurten såilioiden ollessa kysymyksesså. Koska kaikki sekoittimen liikkuvat osat lukuunottamatta itse sekoi-tinelintå voidaan helposti irroittaa, tulee keksinnon mukaista sekoitinta kåytettåesså åårinunåisen harvoin vastaan tilanne, jossa såilio tarvitsisi tyhjentåå sekoit-25 timen huoltoa vårten. Oikeastaan ainoa syy, mikå aiheuttaa såilion tyhjentåmisen, on sekoitinelimen siiven tai lavan katkeaminen tai irtoaminen navasta, jolloin jo itse siiven tai lavan loytåmiseksi fluidin seasta tåytyy såilio tyhjentåå.

30

Keksinnon mukaiselle sekoittimelle on tunnusmerkillistå, ettå sekoittimen runkoon on sekoitinelimen låheisyyteen jårjestetty sekoitinakselin laakerointi ja tiivistys, ja ettå runkoa ympåroi siitå erillåån oleva suojakuori, joka 35 eståå såilion sisåltåmån fluidin pååsyn kosketuksiin rungon kanssa.

4

Keksinnon raukaista sekoitinelinta selitetåån seuraavassa yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin viittaamalla, joista

Fig. 1 esittaa keksinnon raukaista sekoitinta kåyttoasennos-5 saan, ja

Fig. 2 kuvion 1 mukaista sekoitinta huoltoaseraassaan.

Kuvioiden 1 ja 2 raukaisesti keksinnon mukainen sekoitin koostuu kahdesta pååasiallisesta osakokonaisuudesta 10 ja 10 50. Osakokonaisuus 10 on liikuteltava, toisin sanoen vedettavisså ulospain sailiostå 80 siten, ettå kaikki tarvittavat huoltotoimenpiteet voidaan suorittaa yksinker-taisesti ilman tarvetta tyhjentåa sailiota 80 tai purkaa tarpeettoman paljon itse sekoitinta. Osakokonaisuuteen 10 15 kuuluu rara. kannatusteline 12, tåhån kiinnitetty sekoittiraen kåyttomoottori 14, vaihde 16 (tavallisiramin alennusvaihde), siita kohti såilion 80 sisåosia ojentuva runko 18 kiin-nityslaippoineen 20 såilion 80 seinåmåan kiinnittåraistå vårten. Lisåksi runkoon 18 on laakeroitu sekoittimen 20 kåyttoakseli 22 siten, ettå ulorapi, toisin sanoen vaihtees-ta 16 katsottuna akselin ulomraan påån, tukilaakeri 24 on jårjestetty raahdollisimraan låhelle akselin 22 pååtå ja siten myos låhelle sekoitinelintå. Samoin runkoon 18 on jårjestetty akselitiiviste 26 ja tiivistepeså 28. Ak-25 selitiiviste 26 on jårjestetty niin, ettå se eståå sekoi-tussåilidn sisåltåraån fluidin vuotaraisen akselia pitkin kohti runkoa 18. Mikåli kuitenkin tiivistys kyseisesså kohdassa pettåå, pååsee fluidi virtaamaan rungon 18 pååtyosalle saakka. Kuitenkin tiivistepesåån 28 on jårjes-30 tetty aukkoja, joista fluidi pååsee virtaamaan suojakuoren sisåpinnalle ja sitå pitkin ulos såiliostå ja sekoittimesta ilman vaaraa, ettå fluidi pååsisi vahingoittaraaan sekoitin-akselin laakerointia 24. Samalla jårjestelyllå on myos varmistettu, ettå laakerin rasvojen tai oljyjen vuotaessa 35 ne eivåt pååse sekoitettavan fluidin joukkoon, vaan valuvat jo kuvattua tietå ulos sekoittimesta. Siten sekoittimen ja

II

90732 5 sekoitussåilion liittymåkohdasta voidaan helposti tarkkail-la, onko laitteisto tåysin kunnossa ja jos jotain vuotaa, on helppo pååtellå, onko kyseesså tiivisteen vai laakerin vaurioituminen. Akselin 22 pååhån on edullisesti koneis-5 tettu FI- patenttihakemuksen 864730 mukainen spiraalimainen kiilaosa 30, johon sekoitinelin vastaavan kiilaosan avulla kiinnitetåån. Kyseisen tyyppinen kiilakiinnitys mahdollis-taa sen, ettå osakokonaisuus 10 voidaan vetåa ulos såiliostå siten, ettå sekoitinelin jaa såilion 80 sisålle.

10 Kyseinen spiraalimainen kiilakiinnitys on rakenteeltaan luotettava, pystyy siirtåmåån suuria vååntomomentteja, mutta ei kuitenkaan lukkiudu tiukasti kiinni vååntåvån momentin vaikutuksesta kuten tavanomaiset kiilakiinnityk-set, joissa kiila pyrkii leikkautumaan. Mikåli puolestaan 15 kåytettåisiin tavanomaista kierrekiinnitystå, olisi sillåkin taipumus jumittua niin tiukasti kiinni, ettå pelkåståån akselista vetåmållå ei olisi toivoakaan saada kiinnitystå aukenemaan. Runkoon 18 ja kannatustelineeseen 12 on jårjestetty rullat 32 osakokonaisuuden 10 siir-20 tåmiseksi ulospåin såiliostå 80 huoltotoimenpiteitå vårten.

Toiseen osakokonaisuuteen 50 kuuluu såilion 80 seinåmåån kiinteåsti jårjestetyt osat tai huoltoasennossakin såilion 25 sisålle jååvåt osat. Ainoana såilion 80 ulkopuolisena osana on siirtotuki 52, joka olennaisesti koostuu kahdesta kiskosta 54, jotka on sovitettu toimimaan yhdesså osakokonaisuuden 10 rullien 32 kanssa osakokonaisuuden 10 siirtåmiseksi ulospåin såiliostå 80 huoltoasentoon. Siirto-30 tuki 52 on kiinnitetty såilion 80 seinåmåsså olevaan kiinnityslaippaan 72, johon on myos kiinnitetty, siis såilion 80 sisåpuolelle ojentuvasti, fluidivirtauksia edistavå, kohti sekoituselintå suppeneva suojakuori 56 laipastaan 58, jonka vastakkaisessa pååsså on tiivistelaip-35 pa 60. Tiivistelaippaan 60 on vielå kiinnitetty ns. liukulaippa 62, jolla on tarkoitus varmistaa se, ettå sekoitinelin ei pååse missåån vaiheessa putoamaan såilion 6 sisalle. Tållainen vaarahan syntyy, jos jostakin syysta kåyttomoottori edes hetkellisesti pyorii vååråån suuntaan, jolloin edellå mainitun patenttihakemuksen mukainen spiraalikiilakiinnitys pyrkii aukeamaan ja irroittamaan 5 sekoitinelimen akseliltaan 22. Itse sekoitinelin on esimerkiksi potkuri, jonka siivet 64 on kiinnitetty napaan 66. Navassa 66 on keskeinen akselin 22 kiilaosaa 30 vastaavalla spiraalimaisella kiilauralla varustettu reika 68. Napaan 66 kuuluu lisaksi porrasmainen ulkonema 70, 10 jonka såde on suurempi kuin liukulaipan 62 sisåsåde, ja toinen porrasmainen ulkonema 72, jonka olennaisimpana tehtåvånå on toimia tiivistelaipan 60 sylinterimåiselle ulkopinnalle tyostettyihin kahteen tiivisteuraan 74 jarjestettyjen O-renkaiden 76 tiivistavana vastinpintana. 15 Navan 66 keskeisen reian 68 såilion seinåmån puoleinen paå on avarrettu olennaisesti kartiomaiseksi, jotta akseli 22 ohjautuisi asennusvaiheessa helposti reikåånså 68.

Kun sekoitin on kåynnisså, on f luidivi'rtaus kuviossa 1 20 esitetyn kaltainen. Suoritetuissa kokeissa on todettu, ettå fluidivirtaus ja tåhån sidoksissa oleva sekoituksen tehok-kuus kasvaa voimakkaasti sekoituselimen såilioonulottuman myotå aina ulottumaan 0.5 kertaa sekoitussåilion såde saakka. Kåytånnosså esiintyvillå såiliogeometrioilla 25 ulottuman tulisi useimmiten olla alueella 1 - 1.5 m.

Kuitenkin ennalta tunnetuilla ratkaisuilla, joissa sekoitinelin oli asennettu sekoitinakselin pååhån ja akselin sekoittimen puoleinen laakerikin oli jåtetty såilion seinåmån låheisyyteen, rasittavat sekoitinakselia våånto-30 kuormitus ja taivutuskuormitus, joka aiheutuu sekå sekoituselimen ja akselin painosta ettå sekoituselimen epåtasai-sesta kuormittumisesta johtuvasta siipimomentista. Taivu-tuskuormituksesta aiheutuva akselin taipuma tiivisteen kohdalla johtaa tiivistevuotoihin, tiivisteen nopeaan 35 kulumiseen, tiivisteen rikkoutumiseen ja hyvinkin arvok-kaiden erikoistiivisteiden tai -ratkaisujen kåyttoon, mikåli etåisyys laakerituennasta sekoitinelimeen on suuri.

II

90732 7

Esillå olevan keksinnon mukaisella rakenteella saavutetaan pieni akselitaipuma, jolloin voidaan turvallisesti kåyttåå esimerkiksi pienikokoisia pumpputeollisuuden kåyttamia suursarjavalmistuksen edut omaavia liukurengastiivisteitå 5 tai vastaavia. Vastaavasti myos rauut sekoitinyksikkoon vaikuttavat rasitukset pienenevåt niin, etta pystytåan tulemaan toimeen ohuemmalla akselilla ja siita syysta myos pienemmillå ja halvemmilla sarjavalmisteisilla laakereilla.

10 Sekoittimen kuluvina tai muuten vaurioalttiina osina ovat kåyttolaite, vaihde, toisioakselin laakerointi ja ak-selitiivisteet. Taman keksinnon mukaisella sekoittimella ovat edellå luetellut osat ja erikoisesti akselitiiviste rakenteellisilla ratkaisuilla varmistettu keståviksi. Jos 15 sekoittimessa kuitenkin esiintyy kayntihairioitå, voidaan sekoitin nopeasti ja ilman sekoitinsåilion tyhjennystå nopeasti purkaa tai vaihtaa toiseen samanlaiseen sekoitti-meen.

20 Itse laitteen purkaminen ja kokoaminen tapahtuu seuraa-vasti: Sekoitin pysåytetåån ja irroitetaan kiinnityslaipan 72 mutterit. Talloin sekoittimen osakokonaisuus 10 on aksiaalisuunnassa irrallaan ja tuettuna kiskoille 54 rullilla 32. Sekoitinta siirretåån aksiaalisuunnassa 25 ulospain kiinnityslaipassa 72 olevien siirtoruuvien avulla tai jollakin muulla sopivalla tavalla. Talloin tiiviste-pesasså 28 oleva liukupinta s. o. pesån ulkopuolinen sylinterimåinen pinta siirtyy tiivistelaipan 60 suhteen ja sekoitinelimen iiapaosan 66 porrasmainen ulkonema 72 siirtyy 30 tiivistelaipan 60 aukkoon. Tiivistelaipassa 60 olevan kaksoistiivistyksen 74, esimerkiksi O-renkaiden 76 ansiosta tiivistys såilioon 80 on aina aukoton. Sekoitinta siirretåån, kunnes navan 66 rajoittimet, liukulaipan 62 yhteydesså, eståvåt siirtymisen. Siirtomatka voidaan 35 jårjeståå luettavaksi myos esimerkiksi siirtotukeen 52 tehdyistå merkinnoistå. Tåmån jalkeen napa 66 lukitaan 8 paikoilleen lukituslaitteella 78 kiertåmållå tata esimer-kiksi kiertotangon vålityksellå. Lukituslaiteessa 78 oleva epåkeskorengas kiertyy sekoitinelimen navassa 66 olevaan uraan ja kiristyy epakeskorenkaan ansiosta napaan 66.

5 Mikåli kåytetåån jo edellå mainitussa patenttihakemuksessa esitettyå spiraalikiilakiinnitystå 30, 58, kierretåån sekoitinakselia 22 esimerkiksi vaihteen 16 kytkimestå, jolloin akseli 22 irtoaa navasta 66 ja osakokonaisuus 10 voidaan siirtåå edelleen. Kaytosså olevista spiraalikiila-10 sovellutuksista saatujen kokemusten mukaan akseli irtoaa navasta helposti. Kun akseli on tåysin irti, siirretåan osakokonaisuutta 10 siirtotukien 52 kiskojen 54 varassa rajoittimeen saakka. Siirto voi tapahtua siirtopyoråstå vivun avulla tai muulla sopivalla tavalla. Sekoitin on 15 tålloin huoltoasemassaan ja esimerkiksi tiiviste tai laakeri voidaan vaihtaa taikka koko sekoitinyksikko voidaan siirtaa korjaamolle ja tuoda toinen vastaavanlainen sekoitinyksikko tilalle.

20 Tiivistys sailioon 80 sailyy koko huolto-operaation ajan. Suojakuoren 56 laipparengas 58 on koko ajan kiinni såilion 80 laipparenkaassa 82 ja napa 66 on suojakuoren 56 tiivis-telaipan 60 sisållå. Napa 66 on lukittuna tiivistelaippaan 60 ja lisåksi napaan 66 vaikuttaa såilion 80 hydrostaatti-25 sesta tai muusta paineesta ja navan 66 halkaisijasta riippuva voima. Kun huolto- ym. muut toimenpiteet on suoritettu, osakokonaisuus siirretåån kåyttoasemaan påinvastaisessa jårjestyksesså.

30 Lopuksi on syytå huomata, ettå vaikka edellå on hyvinkin orjallisesti ja yksityiskohtaisesti kuvattu vain yhtå keksinnon edullista suoritusmuotoa, on se tehty vain siinå tarkoituksessa, ettå keksinnon mukaisen laitteen uusi ja ennalta tuntematon rakenne ja sen oivallinen kåyttokelpoi-35 suus kåvisi mahdollisimman hyvin selvåksi. Siten monissa keksinnon muunnelmissa ja variaatioissa on mahdollista hyvinkin suuressa måårin poiketa edellå esitetystå ilman,

II

90732 9 ettå jouduttaisiin keksinnon oheisissa patenttivaatimuksis-sa vain ja ainoastaan mååritellyn suojapiirin ulkopuolelle.

Claims (9)

10

1. Sekoitin, joka koostuu pSSasiassa sekoitussailidn seinamSn yhteyteen jarjestetyista kaytttilaitteista, sekoi- 5 tussailidn sisaile ulottuvasta mainittujen kayttdlaittei-den mekaanisesti kayttamasta akselista ja kyseisen akselin paahan kiinnitetysta sekoituselimesta, tunnettu siita, etta sekoittimen runkoon (18) on sekoitinelimen (64, 66) laheisyyteen jarjestetty sekoitinakselin (22) laakerointi 10 ja tiivistys, ja etta runkoa (18) ympardi siita eriliaan oleva suojakuori (56), joka estaa sailitin sisaitaman fluidin paasyn kosketuksiin rungon (18) kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu 15 siita, etta sekoittimen runko-osa (18) laakereineen ja tiivisteineen on jarjestetty sailiOn (80) sisaile ulottu-van ja sen seinamaan kiinnitetyn suojakuoren (56) sisaile siten, etta sekoitin on irroitettavissa sailidsta (80) siten, etta sekoittimen liikkuvista osista ainoastaan 20 sekoitinelin (64, 66) jaa sailiOn (80) sisaile, jolloin sailiOn tyhjentamiselta vaitytaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siita, etta suojakuori (56) ulottuu aivan sekoitinelimen 25 vaiittOmaan laheisyyteen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siita, etta suojakuoren (56) sekoitinelimen (64, 66) puoleiseen paahan on jarjestetty tiivistelaippa (60), 30 jonka yhteyteen on jarjestetty ainakin yksi tiiviste-elin (76), joka tiivistaa suojakuoren (56) sisåpuolisen tilan sekoitussailidn (80) suhteen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sekoitin, tunnettu 35 siita, etta tiivistelaippa (60) yhdessa tiiviste-elimen II 90732 11 (76) ja sekoittiraen rungon (18) paåhan jårjestetyn tiivis-tepesån (28) kanssa tiiviståa suojakuoren (56) sisapuolisen tilan sekoitussailion (80) suhteen sekoittimen ollessa kåyttoasennossa. 5

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sekoitin, tunnettu siita, ettå tiivistelaippa (60) yhdesså tiiviste-elimen (76) ja sekoitinelimen (64,66) navan kanssa tiiviståa suojakuoren (56) sisapuolisen tilan sekoitussailion (80) 10 suhteen sekoittimen ollessa huoltoasennossa.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siita, ettå sekoitussåilion (80) seinåmån yhteyteen on jårjestetty siirtotuki (52), jonka varassa sekoitin (10) 15 vedetåån ulos såiliostå.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sekoitin, tunnettu siita, ettå siirtotuen (52) ylåreunat sekoittimen (10) molemmin puolin muodostuvat kiskoista (54), joiden varaan 20 sekoitin (10) on tuettu rullilla (32).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sekoitin, tunnettu siitå, ettå suojakuori (56) muodostaa virtauksen ohjauskar-tion, jonka ulottuma såilioon (80) on luokkaa 0.5 kertaa 25 såilion såde. 12